智能化技术在机械工程自动化中的应用

智能化技术在机械工程自动化中的应用

蔡康坤

身份证号：440804199506290036

摘要：

智能化技术是新工艺与新技术下的产物，将其应用至机械工程项目中，可大大提升机械工程自动化水平与智能化水平，为企业发展提供支持。本文对智能化技术应用于机械工程自动化的相关内容进行探究，旨在提升机械设备的运行效率与质量。

关键词：智能化技术;机械工程;自动化;

近年来，智能化技术已展示出强大的集成趋势，为实现智能技术价值的最大化，可将其应用至机械工程之中。机械工程自动化施工环境相对复杂，机械工程运行的安全事故，为机械工程正常化运行带来桎梏。智能化技术应用至机械工程自动化中，可将结果直接转换成为数据，大大提升机械工程控制的精准度与效率，提升机械工程开展的工作效率，为机械工程安全提供相应的保障。

1 智能化系统建设方案

1.1 网络传输

核心骨干网是规划的主要网络设计部分，该部分网络包括控制中心，加工区车间汇聚点以及相应的接入层网络部分，整个网络采用典型的三层架构，

(1）核心层。控制中心设置1台核心交换机，通过光纤连接，负责加工区域的数据传输、数据处理上传等服务。

(2）汇聚层。在办公区交换机、加工区PLC室交换机设置汇聚交换机，负责PLC节点数据接入传输和摄像头的视频数据传输，可采用环网拓扑结构，与核心交换机形成加工区内环网。

(3）接入层。在加工区内配置接入交换机，负责传输PLC节点接入和摄像头接入数据，并采用POE交换机负责接入POE摄像头，把视频数据和控制数据传输到汇聚交换机。

1.2 数据和控制中心

数据中心需要配备硬件设备作为整个系统的基础，其稳定安全运行至关重要，同时涉及网络安全硬件的布设等。硬件主要包括机柜、服务器、磁盘阵列、交换机、防火墙、UPS和KVM等。

控制中心是整个公司的“指挥中枢”，负责实时监控生产和设备运行情况，指挥处置各类异常的重要职责。硬件主要包括拼接屏和视频处理器、操作台和操作电脑。

1.3 加工系统

1.3.1 自动化控制

(1）过程控制。根据矿石加工过程的设备数量及生产工艺流程，控制系统设计PLC分控操作台和远程IO柜；PLC分控操作台放置在PLC室，通过网线接入工业以太网交换机，IO柜一般布置在地表的高、低压配电室，通过工业环网现场总线接入主控制柜。

(2）皮带监控预警。皮带运行状态包括开机、停机、故障、就地/远程控制、拉绳开关状态、跑偏开关状态、打滑检测状态等，长度超过200 m的皮带，需要对皮带输送机上的跑偏开关和拉绳开关进行精确定位。

(3）生产计量。生产计量主要是通过在堆场皮带的末端加装皮带秤，统计堆场的料位情况，给部分胶带机安装称重设备，实时获取主皮带和各条分皮带的产量，合理安排生产计划。自动计量系统采用DCS扩展系统的方式，皮带秤控制器和PLC组成现场总线网络，通过PLC的工业以太网接口接入DCS中。称重计量的数据可完全通过网络集成到制造执行系统，以便生产管理人员合理安排工作进程。

1.4 安全环保

(1）粉尘在线监测及智能控制系统。在粉尘控制区域设置智能环境监测站，对各车间内的空气悬浮物进行监控，并通过互联网将数据、报警信息以短信、邮件等形式推送给管理人员，实现各车间的实时环境监测。

(2）噪声在线监测及智能控制系统。在噪声控制区域设置噪声的监测点，对各车间内的噪声进行监控，并及时预警，通过智慧系统有效控制。噪声监测与粉尘监测系统可同步建设。

2智能化技术在机械工程自动化中的应用

2.1智能化压滤机改造措施

通过长时间对整套压滤系统工作过程的了解，研究出能够实现压滤机自动控制的系统，PLC自控系统设置有三种不同的运行模式：自动、手动、检修。通过增加DI、DO、网口以及通信模块建立起对压滤机的自控。在系统中设置“复位”按钮，复位的设置主要是为了保证在压滤机发生故障时能够及时停机，并且能够对压滤机进行采集反馈信号，做到精确控制保证压滤机能够及时恢复原状态，保证油缸、油位、排气阀、发达等的反馈及时。由于压滤过程中存在有高压情况，这就需要对过程中的管道进行实时监测，尤其压滤管、进料管必须进行压力检测，从而保证安全、高效运行，并且在PLC控制中能够实时参与逻辑控制。PLC控制中主要的采集输出量有整套控制系统的状态指示灯、油位高低位检测、报警指示灯、油泵的开关/闭合。为了增加用户的体验感必须设置HMI人机界面，能够将所有运行状态显示在屏幕上，同时出现故障时能够保证有声光提醒。

2.2变频胶带机优化应用

相较传统驱动方式采用变频驱动方式有以下优点：具有超频恒功率输出功能，在不改变基建结构的情况下，通过调频提升皮带转速约20%;传动部分与滚筒直接连接，传动形式简单，传动效率高；0～60Hz全频率范围内任意速度可长时间运行，方便检修，提高运输系统安全系数；减少驱动部设备数量，系统简单，降低工人维护量及生产成本。

加减速时间0～1800s连续可调，确保驱动系统平滑起动，保证人身及设备安全，提高运输系统安全系数；内部功率器件采用进口器件，可靠性高，控制系统成熟稳定。

机芯采用瑞士ABB品牌，系统通用性强，采用DTC直接转矩控制技术，控制精确，运行稳定；低速验带功能，可以设置任意速度低速检修，方便现场工人检修，保证检修人员安全；启动转矩≥2.53倍额定转矩，具备重载软启动能力，减少启动对运输系统的机械、电气冲击，降低机械磨损量，延长运输系统使用寿命；设备一体化设计，所有滤波、显示、控制系统全部集成在一个防爆壳体内，现场安装方便。

设备具有先导控制回路，满足远控要求，具有多路I/O接口方便接收上位机控制；配有标准Modbus485及TPC/IP通信接口，可实现数据上传及远程通信起停调速控制；设备具备故障脱机功能，当从机故障时只需通过主机参数设置屏蔽掉从机即可启动；主机故障时可以将任意一台从机改为主机继续运行。

2.3智能化散装物料输送系统

数字化堆场技术能够真正意义上实现散装物料运输环节各类数据信息的快速汇总，为相关企业物料购买以及调配提供了必要的参考。数字化堆场技术以计算机技术为依托，在短时间内，快速测算物料堆放的体积、形状、空间尺寸等数据，同时数字化堆场技术有着加强的计算能力，从过往实践经验来看，根据物料的种类、堆积的密度、物料的体量，准确模拟散装物料运输、存放的最佳时间以及位置，大大增强了散装物料运输的针对性，提升了堆放存储空间的利用率。堆场数字化技术具有较强的物料管理能力，借助于激光检测设备，对物料的供应、使用、库存进行有效管理，保证了物料盘存的准确性，减轻了物料库存管理的压力。数字化堆场技术作为整个智能化散装物料输送系统的核心构成，作为物流管理系统与生产系统的枢纽，实现了各项物料、生产数据的快速交互，在很大程度上促进了物流系统与生产系统的联动，缩短了运输生产周期，无形之中降低了成本投入，提升了市场竞争能力。

结语

总而言之，智能化技术本身具备的发展潜力，而智能化技术的应用为机械工程自动化发展提供动力，也为机械行业开采技术创新提供保障，为推动企业可持续发展，需要重视该方面研究内容，投入更多的精力为机械工程自动化发展提供支持。

参考文献

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